Der Klimawandel verändert das Gehirn und Verhalten von Tieren – ein Neurowissenschaftler erklärt, wie

Der vom Menschen verursachte Klimawandel nimmt zu Gestaltung der Lebensräume der Erde.Steigende Temperaturen, rasche Veränderungen der Niederschläge und Saisonalität sowie die Versauerung der Ozeane führen zu veränderten Lebensbedingungen für viele Tierarten.Wie gewöhnen sich Tiere an diese neuen, oft extremen Bedingungen?

Das Nervensystem von Tieren spielt eine zentrale Rolle dabei, ihre Reaktion auf den Klimawandel zu ermöglichen und zu begrenzen.Zwei meiner Hauptforschungsinteressen als Biologe und Neurowissenschaftler Dazu gehört auch, zu verstehen, wie Tiere unterzubringen Temperaturextreme und die Kräfte identifizieren, die das formen Struktur und Funktion von tierische Nervensysteme, insbesondere Gehirne.Die Überschneidung dieser Interessen veranlasste mich, die Auswirkungen des Klimas auf das Nervensystem zu untersuchen und zu untersuchen, wie Tiere wahrscheinlich auf sich schnell verändernde Umgebungen reagieren werden.

Alle wichtigen Funktionen des Nervensystems – Sinneswahrnehmung, mentale Verarbeitung und Verhaltenslenkung – sind von entscheidender Bedeutung.Sie ermöglichen es Tieren, sich in ihrer Umgebung auf eine Weise zurechtzufinden, die ihr Überleben und ihre Fortpflanzung ermöglicht.Der Klimawandel wird diese Funktionen wahrscheinlich oft negativ beeinflussen.

Sich verändernde Sinnesumgebungen

Veränderte Temperaturen verschieben die Energiebilanz von Ökosystemen – von Pflanzen, die Energie aus Sonnenlicht erzeugen, bis hin zu Tieren, die Pflanzen und andere Tiere fressen – und verändern damit auch die Sinneswelten, die Tiere erleben.Es ist wahrscheinlich, dass der Klimawandel alle Sinne der Menschen herausfordern wird, vom Sehen und Schmecken bis hin zum Riechen und Fühlen.

Tiere wie Säugetiere nehmen die Temperatur teilweise mit wahr spezielle Rezeptorproteine in ihrem Nervensystem, das auf Hitze und Kälte reagiert und zwischen gemäßigten und extremen Temperaturen unterscheidet.Diese Rezeptorproteine ​​helfen Tieren Suche nach geeigneten Lebensräumen und kann eine entscheidende Rolle dabei spielen, wie Tiere auf sich ändernde Temperaturen reagieren.

Der Klimawandel stört die Umweltreize, auf die Tiere angewiesen sind, um Probleme wie die Wahl eines Lebensraums, die Nahrungssuche und die Partnerwahl zu lösen.Einige Tiere, wie z Mücken die übermitteln Parasiten und Krankheitserreger, Sie sind auf Temperaturgradienten angewiesen, um sich an ihrer Umgebung zu orientieren.Temperaturschwankungen verändern, wo und wann Mücken nach Wirten suchen, was zu Veränderungen bei der Krankheitsübertragung führt.

Wie sich der Klimawandel auf die chemischen Signale von Tieren auswirkt miteinander kommunizieren oder Wettbewerbern schaden kann besonders komplex sein, da chemische Verbindungen sehr temperaturempfindlich sind.

Früher zuverlässige Informationsquellen wie saisonale Veränderungen des Tageslichts können ihren Nutzen verlieren, wenn sie entkoppelt werden.Dies könnte zu einem Zusammenbruch der Verbindung zwischen Tageslänge und führen Blüte und Fruchtbildung der Pflanze, und Unterbrechungen zu Tierverhalten wie Ruhezustand und Migration, wenn die Tageslänge nicht mehr die Ressourcenverfügbarkeit vorhersagt.

Gehirn und Kognition verändern

Steigende Temperaturen können die Entwicklung und Funktion des Gehirns von Tieren beeinträchtigen, was möglicherweise negative Auswirkungen auf ihre Fähigkeit hat, sich effektiv an ihre neue Umgebung anzupassen.

Forscher haben dokumentiert, wie Temperaturextreme einzelne Neuronen verändern können genetische und Strukturebenen, sowie wie die Das Gehirn ist organisiert als Ganzes.

In Meeresumgebungen haben Forscher herausgefunden, dass klimabedingte Veränderungen der Wasserchemie wie die Versauerung der Ozeane die allgemeine kognitive Leistungsfähigkeit und die sensorischen Fähigkeiten von Tieren beeinträchtigen können, beispielsweise die Geruchserkennung im Wasser Rifffische Und Haie.

Verhaltensstörungen

Tiere können auf klimatische Widrigkeiten reagieren, indem sie ihren Standort wechseln Veränderung der Mikrohabitate sie nutzen Zu ihre ändern geografische Bereiche.

Aktivität kann sich auch verschieben verschiedene Tageszeiten oder zu neue Jahreszeiten.Diese Verhaltensreaktionen können erhebliche Auswirkungen auf die Umweltreize haben, denen Tiere ausgesetzt sind.

Beispielsweise sind Fische aus wärmer werdenden Meeren in kühlere, tiefere Gewässer verlagert, in denen sich die Bedingungen dramatisch unterscheiden Lichtintensität und Farbpalette als ihre visuellen Systeme es gewohnt sind.Da darüber hinaus nicht alle Arten ihr Verhalten auf die gleiche Weise ändern, werden Arten, die in einen neuen Lebensraum, zu einer anderen Tages- oder Jahreszeit ziehen, dies tun sich mit neuen auseinandersetzen, Dazu gehören Nahrungspflanzen und Beutetiere, Konkurrenten und Raubtiere sowie Krankheitserreger.

Durch den Klimawandel verursachte Verhaltensänderungen werden die Ökosysteme weltweit umstrukturieren, mit komplexen und unvorhersehbaren Folgen.

Plastizität und Evolution

Tiergehirne sind bemerkenswert flexibel und entsprechend entwickelt individuelles Umwelterlebnis.Sie sind sogar erheblich fähig zur Veränderung im Erwachsenenalter.

Aber Studien, die Arten vergleichen, haben stark gesehen Auswirkungen auf die Umwelt über die Evolution des Gehirns.Das Nervensystem von Tieren entwickelt sich so, dass es sich an die sensorische Umgebung des Aktivitätsraums jeder Art anpasst.Diese Muster deuten darauf hin, dass neue Klimaregime letztendlich das Nervensystem prägen werden, indem sie es zur Weiterentwicklung zwingen.

Wenn die Genetik starke Auswirkungen auf die Gehirnentwicklung hat, können Nervensysteme, die genau an die lokale Umgebung angepasst sind, durch den Klimawandel ihre Anpassungsfähigkeit verlieren.Dies könnte den Weg für neue adaptive Lösungen ebnen.Da sich Umfang und Bedeutung sensorischer Reize und saisonaler Reize verändern, wird die natürliche Selektion diejenigen begünstigen, die über neue sensorische oder kognitive Fähigkeiten verfügen.

Einige Teile des Nervensystems werden durch eingeschränkt genetische Anpassungen während andere plastischer sind und auf Umweltbedingungen reagieren.Ein besseres Verständnis darüber, wie sich das Nervensystem von Tieren an sich schnell verändernde Umgebungen anpasst, wird dazu beitragen, vorherzusagen, wie sich der Klimawandel auf alle Arten auswirken wird.